Instalacja oczyszczania gazu paliwowego z siarkowodoru

Wstęp

Wraz z rozwojem naszego społeczeństwa opowiadamy się za czystą energią, dlatego też wzrasta zapotrzebowanie na gaz ziemny jako czystą energię. Jednak w procesie eksploatacji gazu ziemnego wiele odwiertów gazowych często zawiera siarkowodór, który powoduje korozję urządzeń i rurociągów, zanieczyszcza środowisko i zagraża zdrowiu ludzkiemu. Wraz z rozwojem nauki i technologii szerokie zastosowanie technologii odsiarczania gazu ziemnego rozwiązało te problemy, ale jednocześnie koszty oczyszczania i oczyszczania gazu ziemnego odpowiednio wzrosły.

Zasada

Skialnia do odsiarczania sit molekularnych (zwana także odsiarczaniem), zwana także płozą do słodzenia sit molekularnych, jest kluczowym urządzeniem w projekcie oczyszczania lub kondycjonowania gazu ziemnego.

Sito molekularne to kryształ glinokrzemianu metalu alkalicznego o strukturze szkieletowej i jednolitej strukturze mikroporowatej. Jest adsorbentem o doskonałych parametrach, dużej pojemności i selektywności adsorpcji. Po pierwsze, w strukturze sita molekularnego znajduje się wiele kanałów o jednakowej wielkości porów i starannie rozmieszczonych otworów, co nie tylko zapewnia bardzo dużą powierzchnię, ale także ogranicza wnikanie cząsteczek większych niż dziury; Po drugie, powierzchnia sita molekularnego ma wysoką polarność ze względu na właściwości sieci jonowej, dzięki czemu ma wysoką zdolność adsorpcji cząsteczek nienasyconych, cząsteczek polarnych i cząsteczek polaryzowalnych. Woda i siarkowodór są cząsteczkami polarnymi, a średnica cząsteczki jest mniejsza niż średnica porów sita molekularnego. Kiedy surowy gaz zawierający wodę śladową przechodzi przez złoże sita molekularnego w temperaturze pokojowej, następuje absorpcja wody śladowej i siarkowodoru, w ten sposób zmniejsza się zawartość wody i siarkowodoru w gazie zasilającym, a cel odwadniania i odsiarczania jest realizowany. Proces adsorpcji na sicie molekularnym obejmuje kondensację kapilarną oraz adsorpcję fizyczną pod wpływem siły van der Waalsa. Zgodnie z równaniem Kelvina kondensacja kapilarna maleje wraz ze wzrostem temperatury, natomiast adsorpcja fizyczna jest procesem egzotermicznym, a jej adsorpcja maleje wraz ze wzrostem temperatury i wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia; Dlatego też proces adsorpcji na sicie molekularnym zwykle prowadzi się w niskiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, natomiast regeneracja analityczna odbywa się w wysokiej temperaturze i pod zmniejszonym ciśnieniem. Pod działaniem wysokotemperaturowego, czystego i niskociśnieniowego gazu regeneracyjnego, adsorbent z sitami molekularnymi uwalnia adsorbat z mikroporów do strumienia gazu regeneracyjnego, aż ilość adsorbatu w adsorbencie osiągnie bardzo niski poziom. Posiada również zdolność adsorbowania wody i siarkowodoru z gazu zasilającego, realizując proces regeneracji i recyklingu sita.

Proces technologiczny

Przebieg procesu pokazano na schemacie. W jednostce zastosowano proces składający się z trzech wież, jednej do adsorpcji, jednej do regeneracji i jednej do chłodzenia. Kiedy gaz zasilający wpływa do urządzenia, jego temperatura jest obniżana przez jednostkę wstępnego chłodzenia, a następnie wolna woda jest usuwana przez separatora koalescencyjnego, a następnie trafia do wieży odsiarczającej z sitami molekularnymi a-801, a-802 i a-803. Woda i siarkowodór w gazie zasilającym są adsorbowane przez sito molekularne w celu przeprowadzenia procesu odwodnienia i adsorpcji siarkowodoru. Oczyszczony gaz do odwadniania i usuwania siarkowodoru wchodzi do filtra przeciwpyłowego gazu produktu w celu usunięcia pyłu z sita molekularnego i jest eksportowany jako gaz produktowy.

Sito molekularne wymaga regeneracji po zaabsorbowaniu określonej ilości wody i siarkowodoru. Część gazu produktowego jest odprowadzana z gazu produktowego po filtracji pyłowej jako gaz regeneracyjny. Po podgrzaniu gazu do 270 ℃ w piecu grzewczym, wieża jest stopniowo podgrzewana do 270 ℃ od góry do dołu przez wieżę odsiarczającą z sitami molekularnymi, która zakończyła proces adsorpcji, tak że woda i siarkowodór zaadsorbowane na sicie molekularnym może zostać przekształcony w bogaty gaz regeneracyjny i zakończyć proces regeneracji.

Bogaty gaz regeneracyjny po opuszczeniu wieży regeneracyjnej trafia do skraplacza gazu regeneracyjnego w celu schłodzenia do temperatury około 50 ℃, po czym gaz jest schładzany i dostarczany do kolektora pochodni.

Po regeneracji wieża sita molekularnego wymaga schłodzenia. Aby w pełni odzyskać i wykorzystać energię cieplną, gaz regeneracyjny wykorzystuje się najpierw jako gaz przedmuchowy na zimno, a wieżę schładza się od góry do dołu do temperatury około 50 ℃ przez wieżę odsiarczającą z sitami molekularnymi, która zakończyła proces regeneracji. Jednocześnie jest wstępnie podgrzewany. Po opuszczeniu wieży chłodniczej zimny gaz przedmuchowy trafia do pieca do podgrzewania gazu regeneracyjnego w celu ogrzania, a następnie regeneruje wieżę odsiarczającą z sitami molekularnymi jako ubogi gaz regeneracyjny. Urządzenie przełącza się co 8 godzin.

Parametr projektowy